一種隧道口零距離架梁的公路架橋機的研究與應用

曹靜蕾

摘 要：本文介紹了一種應用于隧道工況下架設混凝土梁的公路架橋機，特別是對一種在隧道口零距離惡劣工況下架設公路混凝土梁的公路架橋機技術參數、結構特點、解決辦法等進行了詳細描述。且此架橋機已在甘肅路橋五環公路工程公司混凝土梁的架設中得到實際應用，效果良好，安全可靠。

關鍵詞：隧道口；零距離；公路架橋機

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0157-02

0 引言

目前常規的公路架橋機分為雙導梁架橋機和單導梁架橋機。其中，雙導梁架橋機以整機安全可靠穩定相較于單導梁架橋機為更多的客戶選擇。本文介紹的是一種在隧道口零距離架設的雙導梁公路架橋機。此架橋機是專為甘肅路橋五環公路工程公司設計研發。甘肅路橋五環公路工程公司在“G316線長樂至同仁公路兩當縣楊店（甘陜界）至徽縣李家河段高速公路”有半徑5430mm，R=1300m曲線的隧道段，需要架橋機在運梁車的馱運下通過隧道，且在隧道口完成第一孔公路架橋機架設工程。隧道口的路基寬度僅為0.92m，堪稱零距離。

本文介紹的一種隧道口零距離架梁的公路架橋機是混凝土橋梁架設專用設備，適用于架設T型、I字型、箱型及板型混凝土預制梁。適用于縱坡≤4.5%、曲率半徑大于200m以上、0-45°斜交等多種工況下的公路橋架設。

架橋機主體結構為多段三角桁架主梁總成，抗風能力強、易于拆裝、便于施工場地的轉移、運輸；該型架橋機邊梁橫移一次就位，省去了前、后墩臺人工移梁的繁瑣過程，提高了工作效率，同時也降低了移梁過程中的風險，確保安全、高效作業。

1 主要技術參數

工作級別：A3；額定起重量：180t；架設預制梁梁長：40m；吊梁起落速度：0-0.7m/min；天車橫移速度：3m/min；天車縱移速度：4m/min；整機縱移速度：1.4m/min；曲線最小半徑：R200m；過孔方式：步履式；喂梁方式：尾部運梁車喂梁。

2 結構特點

該機主要由主梁及橫聯、前支腿、前支架（含底部臺車、升降機構）、后支架（含備用臺車組）、后支腿（含升降機構）、前縱移桁車、后縱移桁車、起重小車、橫移軌道、液壓系統、電氣系統、供電等組成。如圖1。

2.1 主梁及橫聯

主梁總成有七節，各節之間由聯接銷軸連接。主梁為主要承載受力構件，其由上弦桿、腹桿、下弦桿、底桁架組成，形成穩定的桁架式結構。其上弦桿上方設有方鋼式軌道，供縱移桁車在主梁上部的縱向走行，完成預制梁的縱向移動、吊運；下弦設有滾輪組上的掛輪行走軌道，作為前、后支架跨步縱行軌道，主梁縱移利用反滾輪組驅動作用其上的下弦桿H型鋼翼緣縱移。

主梁為三角桁架構件單元，采用銷軸連接，前、后端各設置橫聯構架，根據架橋機不同架梁方式，增設一個中間橫聯，中間橫聯和前橫聯相同，在組裝過程中后橫聯不得與前橫聯、中橫聯錯位安裝，前部設置前支腿安裝法蘭，主梁尾部設置后支腿安裝法蘭。

2.2 前支腿

在主梁最前端，為分節式管柱結構，配手動絲桿調整裝置，方便調整主梁的水平。滿足過孔功能要求，支腿高度可根據現場情況進行調節。

2.3 前支架

前支架由反滾輪裝置、橫梁結構、伸縮套柱、調整節、底部橫移臺車、液壓泵站及油缸等組成。反滾輪組通過法蘭板安裝于前橫梁上。法蘭板為多孔結構，當斜交橋架設時可按照角度調整法蘭板孔角度，使反滾輪組與前橫梁角度與斜交橋角度保證一致。同時反滾輪組上部設置有主梁鎖定機構，當架設砼預制梁停止工作狀態時此機構處于鎖定壓緊狀態。當架橋機過孔時此機構必須處于打開狀態。前橫梁為箱型結構，其兩端設置有多孔法蘭板與反滾輪組聯接，中間開孔部位安裝伸縮套，伸縮套內部設置液壓頂推油缸，通過油缸的升降，伸縮套在前橫梁內部滑動，實現前支架整體高度調整，當支架高度調整到合適位置時，前橫梁下部與伸縮套孔用銷軸鎖定，油缸液壓鎖、銷軸起到雙重保護作用。支架與底部橫移臺車組鉸接，可以保證車輪始終與軌面接觸。反滾輪組機構上部設置有反掛輪組可自立行走，當移動前支架時，使反滾輪脫離主梁下翼緣，反掛輪落實于主梁下弦桿上翼緣板軌道上，帶動前支架在主梁上縱向運動，實現支架的跨度移動，反滾輪可使主梁縱向運動，完成過孔功能。

2.3.1 反滾輪裝置

前、后支架反滾輪裝置為主梁縱向移動、前（后）支架縱移跨步的主要動力系統。其由驅動電機減速機、聯軸器、齒輪傳動機構、反滾輪組（反掛輪組）、支座等組成。

電機減速機驅動驅動軸及聯軸器，一組齒輪將動力分配至反滾輪組，另一組通過齒輪將動力分配至反掛輪組上。需要主梁縱向移動時主梁下弦桿底部應落實于反滾輪組上，驅動電機、減速機、聯軸器、齒輪傳動機構，驅動反滾輪組轉動，完成主梁縱向移動之工況。當需要縱向移動前、后支架時，需要前、后支架反滾輪組脫離主梁下弦桿面，使反掛輪組落實于主梁下弦桿上軌道上，驅動電機減速機，完成前、后支架的縱向移動工況。

2.3.2 底部橫移臺車

底部橫移臺車上部與支架鉸座鉸接，承擔整機及砼混凝土預制梁重量，為主要動力裝置，驅動臺車輪組可完成整機及預制梁的橫向搬運工作，滿足預制梁就位、整幅及雙幅橋梁的架設功能。其主要有驅動電機減速機、臺車架、驅動輪組構成。通過電機減速機、大小齒輪驅動行走輪組，輪組在橫移軌道上運行，完成整機或吊重的橫向搬運作業。

2.4 后支架

后支架為主要承力結構及整機橫移裝置，其由橫梁、反滾輪組、底部備用臺車等組成（特殊橋型旋轉法蘭處增加調整墊墩）。

反滾輪組通過法蘭板安裝于后橫梁上。法蘭板為多孔結構，當斜交橋架設時可按照斜交橋角度調整法蘭板孔角度，使反滾輪組與前橫梁角度與斜交橋角度保證一致。同時反滾輪組上部設置有主梁鎖定機構，當架設砼預制梁停止工作狀態時此機構處于鎖定壓緊狀態。當架橋機過孔時此機構必須處于打開狀態。后橫梁為箱型結構，其兩端設置有多孔法蘭板與反滾輪組聯接，后橫梁下部設置鉸座與底部橫移臺車組聯接，橫移臺車組與前支架橫移臺車組相同，只是雙軌走行臺車。

解決架設隧道口零距離的問題的關鍵是：設計了一套備用臺車組與后支架滾輪組法蘭連接。此備用臺車組既滿足空間受限尺寸又滿足輪壓要求，故設計為臺車架共用型，中間用拉桿連接。備用臺車上部與支架鉸座鉸接，承擔整機及砼混凝土預制梁重量，為主要動力裝置，驅動臺車輪組可完成整機及預制梁的橫向搬運工作，滿足預制梁就位、整幅及雙幅橋梁的架設功能。其主要有驅動電機減速機、臺車架、驅動輪組構成。通過電機減速機、大小齒輪驅動行走輪組，輪組在橫移軌道上運行，完成整機或吊重的橫向搬運作業。

2.5 后支腿

后支腿主要由上鉸座、液壓缸、內外伸縮套（外伸縮套帶外支座）、加長節（標準節）、下鉸座等組成。其設置在兩組主梁尾部，上部通過法蘭板與主梁上弦桿聯接，油缸與內伸縮套鉸接，內伸縮套與外伸縮套（外支座焊接與外伸縮套上）法蘭板聯接，加長節（標準節）與下鉸座銷軸聯接；外支座安裝與主梁下部，通過液壓缸伸縮，外支座帶動主梁升高、降落。與前支架升降機構、前支腿伸縮機構配合，完成整機步履過孔、后支架總成跨步前移以及吊裝砼混凝土預制梁時的輔助支撐。

2.6 縱移桁車

縱移桁車機構主要是完成砼預制梁的縱向運輸、搬運工作。整機分為前、后兩組縱移桁車，前縱移桁車為4組驅動，有輔助吊裝，后縱移桁車為兩組驅動，兩桁車均能獨立行走及聯動，為吊運縱移主要承載與動力部件無輔助吊裝，兩者配合工作能夠實現砼預制梁體的縱向移動，完成預制梁的運輸作業。

縱移桁車總成主要由桁車梁、剛端臺車組、鉸端臺車組組成。桁車梁上部設有起重小車運行軌道，滿足起重小車在橋機跨內橫向移動，剛性端臺車與桁車梁采用多孔旋轉法蘭聯接，鉸端臺車組與桁車梁采用鉸座聯接，形成穩定的三點運行，保證縱移桁車在主梁上縱向移動時四輪組輪壓始終一致；桁車橫梁與兩端的臺車架聯接處設有旋轉法蘭，桁車梁與臺車能夠形成一定角度（根據斜交橋角度調整一致），滿足斜橋架設，最大限度地保證架梁安全與便捷。

2.7 起重小車

起重小車為該設備起吊砼預制梁的主要動力裝置，其能夠完成預制梁的升降、搬運功能，橫向驅動裝置能夠滿足小車的橫向跨內移動，完成砼預制梁的橫向搬運作業。其主要卷揚機、動定滑輪組、鋼絲繩、專用吊具、車架、橫移驅動裝置組成。

卷揚機電機采用YZP型起重專用變頻電機、YWZ型高速軸制動器、JZQ減速機、大小齒輪及卷筒、組成，卷筒為帶繩槽單聯卷筒，鋼絲繩固定端為卷筒一端和車架上，通過鋼絲繩在動定滑輪上纏繞組成省力機構，專用吊具安裝在動滑輪組上，實現砼預制梁的起吊搬運。

起重小車橫向行走驅動機構由YEJ電機、XWED型擺線針輪減速機、大小齒輪、輪組組成。采用1/2集中驅動方式。通過驅動輪組在桁車梁上的左右移動，滿足所起吊砼預制梁及重物在兩主梁跨內的橫向搬運，完成就位作業。

3 結語

本文所介紹的架橋機有以下有益之處：（1）橋機主梁連接處，都有轉動裝置，對曲線橋有廣泛的適應性；（2）橋機靠自重平衡過孔，可以在橋寬范圍內任何部位過孔；（3）橫移軌道可用前起重行車起吊過孔，加快工作速度，降低勞動強度；（4）主梁全部節段采用銷接，安裝速度快；（5）出隧道可以滿足混凝土梁端頭距隧道口0.92m位置架設（進、出、隧道無縱坡），堪稱零距離架梁；（6）天車卷揚為高低二級制動，起升為變頻控制，安全平穩可靠；（7）架橋機長距離轉場，可用輪胎運梁車馱運，效率高。

參考文獻

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